Лекции по "Безопасности жизнедеятельности"

– по масштабам распространения последствий: локальные, местные, территориальные, региональные, федеральные, трансграничные;

– по возможности предотвращения ЧС: неизбежные (например, природные) и предотвращаемые (например, техногенные, социальные).

К техногенным относятся ЧС, происхождение которых связано с техническими объектами: взрывы, пожары, аварии на химически опасных объектах, выбросы радиоактивных веществ на радиационно опасных объектах, аварии с выбросом экологически опасных веществ, обрушение зданий, аварии на системах жизнеобеспечения и др.

К природным относятся ЧС, связанные с проявлением стихийных сил природы: землетрясения, цунами, наводнения, извержения вулканов, оползни, сели, ураганы, смерчи, бури, природные пожары и др.

К экологическим бедствиям (ЧС) относятся аномальные изменения состояния природной среды: загрязнения биосферы, разрушение озонового слоя, опустынивание, кислотные дожди и т.д.

К биологическим ЧС относятся эпидемии, эпизоотии, эпифитотии.

К социальным ЧС относятся события, происходящие в обществе: межнациональные конфликты с применением силы, терроризм, грабежи, насилия, противоречия между государствами (войны).

Антропогенные ЧС являются следствием ошибочных действий людей.

Чрезвычайные ситуации характеризуются качественными  и количественными критериями. К  качественным критериям относятся: временной (внезапность и быстрота развития событий); социально-экологический (человеческие жертвы, вывод из оборота больших площадей); социально-психологический (массовые стрессы); экономический. Например, локальная ЧС – это, когда пострадало 10 чел., либо для 100 чел. нарушены условия БЖД, либо ущерб 10 МРОТ, а зона ЧС не выходит за пределы объекта.

Основные причины возникновения  ЧС:

– внутренние: сложность технологий, недостаточная квалификация персонала, проектно-конструкторские недоработки, физический и моральный износ оборудования, низкая трудовая и технологическая дисциплина;

– внешние: стихийные бедствия, неожиданное прекращение подачи электроэнергии, газа, воды, технологических продуктов, терроризм, войны.

Характер  развития ЧС

Возникновение ЧС обусловлено наличием остаточного риска. В соответствии с концепцией остаточного риска абсолютную безопасность оеспечить невозможно. Поэтому принимается такая безопасность, которую приемлет и может обеспечить общество в данный период времени.

Условия возникновения ЧС: наличие источника риска (давления, взрывчатых, ядовитых, радиоактивных веществ), действие факторов риска (выброс газа, взрыв, возгорание); нахождение в очаге поражения людей, сельскохозяйственных животных и угодий.

Анализ причин и хода развития ЧС различного характера показывают их общую черту – стадийность. Выделяют пять стадий (периодов) развития ЧС:

1. Накопления отрицательных эффектов, приводящих к аварии.

2. Период развития катастрофы.

3. Экстремальный период, при котором выделяется основная доля энергии.

4. Период затухания.

5. Период ликвидации последствий.

Зоны ЧС техногенного характера

Существуют следующие  зоны ЧС поражения (ОП): при взрывах  конденсированных взрывчатых веществ, газо-паро-пылевоздушных смесей; химических, радиационных и биологических гидродинамических авариях; пожарах, авариях поездов, падений самолетов.

Для примера рассмотрим зоны ЧС при авариях на химически  и радиационно опасных объектах.

Зона химического  поражения (ЗХП)

Зоной химического поражения  называют территории, в пределах которых в результате выброса сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) или при применении химического оружия происходит массовое поражение людей, животных и растительности.

Источниками СДЯВ являются: химическая, нефтегазовая промышленность, а также предприятия по производству пластмасс, удобрений, целлюлозы, водоочистные и холодильные установки.

По токсическому действию на организм человека СДЯВ классифицируют: удушающие (хлор, фосген), общеядовитые (окись углерода, синильная кислота), удушающе-общеядовитые (окислы азота, сернистый ангидрид), нейротропные (сероуглерод), удушающе-нейротропные (аммиак), нарушающие обмен веществ (диоксин). К боевым отравляющим веществам (БОВ) относятся нервно- паралитические (зарин), кожно-нарывные (иприт), раздражающие (Си-эс), психохимические ( Би-зед, LSD -25). Основные характеристики отравляющих веществ представлены в таблице

Таблица 14.1. Характеристика отравляющих веществ и СДЯВ

ОВ	Боевое(поражающее) состояние	LCt50 мг мин/м3	Тактическая группа(для  ОВ)	Признаки поражения
Ви-икс (Vx)	пар, аэрозоль жидкость	10	смертельные ОВ	Миоз, судороги, смерть
Зарин (GB)	пар, жидкость	70	смертельные ОВ	Миоз, судороги, смерть
Иприт (HD)	жидкость «морось»	1,5·103	смертельные ОВ	Клеточный яд многостороннего  действия
Би-зед (BZ)	аэрозоль	2,0·105	временно- выводящие	Психические расстройства, потеря ориентации, памяти,
LSD-25	аэрозоль	5·10-4 мг/кг*	из строя	галлюцинации
Си-эс(CS)	аэрозоль	6·104	полицейское	Раздражение глаз и дыхательных  путей
НДМГ (гептил)	жидкость, пар	12000	СДЯВ	Раздражение дыхательных путей, глаз, удушье, желтуха, поражение нервной системы
Диоксинб	аэрозоль	60	СДЯВ	Нарушение обмена веществ, потемнение кожи, отек всех органов, депрессия, болезнь «хлоракне»

* Для LSD – пороговая  токсодоза, вызывающая признаки  психоза.

Токсичность ОВ и СДЯВ оценивается токсической дозой (Д):

Д = с·t, мг мин/л(м³),

где с – концентрация мг/м³ или мг/л; t – экспозиция, мин.

Различают пороговые, поражающие и смертельные дозы (Д_порог, Д_п, Д_см).

При ингаляционном поражении  применяют: средне-смертельную токсодозу LCt₅₀. средне-выводящую из строя (потеря трудоспособности) токсодозу ICt₅₀, средне-пороговую (начальные признаки поражения) токсодозу PCt₅₀, вызывающие соответственно смерть, поражение или признаки поражения у 50 % людей.

Степень воздействия СДЯВ кожно-резорбтивного действия оценивается средней токсодозой LD₅₀, ID₅₀, PD₅₀, выраженной в количестве вещества на единицу массы человека (мг/кг). Концентрации и ПДК используются для оценки химической безопасности производства в повседневных действиях, токсодозы – в аварийных (чрезвычайных) ситуациях.

Формирование очага  химического поражения зависит  от метода хранения, количества, типа СДЯВ, метеорологических условий, характера  местности, расстояния до жилой зоны. СДЯВ хранится в резервуарах под давлением, изотермических резервуарах (при низкой температуре) и температуре окружающей среды.

При аварийном выбросе  вещества образуется первичное или  вторичное облако, либо сразу то и другое. Первичное облако образуется в результате мгновенного перехода в атмосферу части СДЯВ; вторичное при испарении после разлива СДЯВ. Только первичное облако образуется, если СДЯВ представляет собой газ (CO, CO₂); только вторичное – когда СДЯВ высококипящая жидкость (гептил). Оба облака образуются, если вскрывается изотермический резервуар. Поведение облака СДЯВ в воздухе зависит от его плотности по отношению к воздуху, концентрации и степени вертикальной устойчивости атмосферы (СВУА). Хлор, сернистый ангидрид тяжелее воздуха, поэтому их облако будет распространяться по ветру, прижимаясь к земле. Глубина распространения СДЯВ растет при увеличении концентрации и скорости ветра. В городах наблюдается распространение облака по магистральным улицам к центру, проникая во дворы, тупики. Некоторые СДЯВ взрывоопасны (окислы азота, аммиак); пожароопасны (фосген, хлор); при горении могут давать более опасные вещества (сера – сернистый газ; пластмассы – синильную кислоту; герметики – фосген и т.д.).

СВУА – характеристика метеобстановки в зоне химического  поражения. Различают: инверсию – это создание нисходящих потоков воздуха, cпособствующих увеличению концентрации СДЯВ в приземном слое; конвекцию – это создание восходящих потоков воздуха, что рассеивает облако СДЯВ; изотермию – безразличное состояние атмосферы, наиболее часто встречающаяся обстановка в реальных условиях.

Оценка зоны химического  поражения включает:

1. Определение СВУА  по соотношениям

(инверсия); (изотермия); (конвекция),

где Dt = t_50cм – t_200см; U_l – скорость ветра на высоте 1 м.

2. Определение глубины распространения облака (Г)

(км), где

Q – количество СДЯВ в резервуаре, т;

Д – токсодоза СДЯВ ( Д_порог, Д_пор, Д_см), мг мин/л;

К₁ – коэффициент учитывающий шероховатость поверхности (K₁ = 1 – открытая местность; K₁ = 2 – степная растительность; K₁ = 2,5-кустарник, отдельные деревья; K₁ = 3,3 – городская застройка, лес.);

К₂ – коэффициент СВУА (К₂ = 1 – инверсия; К₂ = 1,5 – изотермия; К₂ = 2 – конвекция);

U_в – скорость ветра, м/с;

а, b – доля СДЯВ в первичном и вторичном облаке. Например, для аммиака, хлора, сернистого ангидрида а = 0,2; b = 0,15. Для фенола, фурфурола а = 0; b = 0,03. Для синильной кислоты а = 0; b = 0,03.

3. Ширина (Ш) и высота (Н) облака СДЯВ определяется по формулам:

инверсия Ш = 0,03 Г, Н = 0,01 Г

изотермия Ш = 0,15Г, Н = 0,03 Г

конвекция Ш = 0,8 Г, Н = 0,14 Г

4. Площадь очага поражения  равна 

S_оп = 1/2 Г Ш (км²)

5. Время поражающего действия вторичного облака СДЯВ (t_п) (первичное облако действует 20-30 мин)

t_п = Q/С_исп

т/мин – скорость испарения  СДЯВ;

S_p – площадь разлива, S_p = V/0,05 (м²);

P_s – давление насыщенных паров СДЯВ, кПа;

V – объем разлившегося СДЯВ, м³,

m – молекулярная масса, г/моль.

6. Время подхода облака  к объекту

t_подх = R/60V_п, где R – расстояние до облака, м;

V_п – скорость переноса СДЯВ, м/с, V_п = (1,5-2)·U_в

7. Число пораженных ориентировочно можно определить по таблицам или по формулам:

безвозвратные N_см = N_см^уд Q (чел)

санитарные N_сан = (3-4) N_см

N_см^уд = 0,5 чел/т (хлор, фосген)

N_см^уд = 0,2 чел/т (сернистый ангидрид, сероводород)

Действие  населения в зоне химического  поражения

После передачи оповещения «Внимание всем. Химическая опасность» и речевой информации о химической аварии население и персонал объекта  должен:

1. использовать индивидуальные средства защиты и убежище в режиме полной изоляции

2. применить антидоты и средства обработки кожи

3. закрыть окна и двери, взять самое необходимое и выходить из зоны возможного заражения в направлении перпендикулярному ветру. При движении использовать ватно-марлевые повязки. При невозможности выхода оставаться дома или укрываться в помещении, загерметизировав его

4. после выхода из зоны заражения снять одежду и привести санитарную обработку горячей водой с мылом.

Зона радиоактивного загрязнения

Зона радиоактивного загрязнения – это территория в пределах которой в результате аварии на радиационно-опасном объекте  произошло радиоактивное загрязнение, вызывающее облучение людей выше допустимых норм.

Главными источниками  радиоактивного загрязнения являются аварии на предприятиях ядерного цикла (АЭС, хранилище отходов, обогатительные фабрики, радиохимические заводы), а также корабли с ядерными энергетическими установками. В процессе цепной реакции деления накапливается большое число радиоактивных изотопов: короткоживущих (I¹³¹, Xe¹³³, Kr⁸⁵), среднеживущих (Ce¹⁴⁴, Y⁹¹, Cs¹³⁴) и долгоживущих (Cs¹³⁷, Sr⁹⁰, Pu²³⁹), которые и являются источниками облучения и загрязнения. Характер радиоактивного загрязнения имеет ряд особенностей: длительность заражения, сложность конфигурации границ зон загрязнения и очаговый их характер.

Согласно Международной  шкале МАГАТЭ аварии на АЭС разделяются  на 7 классов (уровней):

– глобальная авария – 7 класс (большой выброс 3,5·10¹⁸ Бк по I¹³¹ – Чернобыльская авария);

– тяжелая авария – 6 класс (значительный выброс 1,4·10¹⁶ Бк по I¹³¹– Уинскейле- Англия);

– авария с риском для окружающей среды – 5 класс (ограниченный выброс – 10¹⁶ Бк – Три-Майл Айленд – США);

– авария 4-го класса (небольшой выброс в пределах АЭС);

– остальные события 1-3 класса – происшествия с частичным облучением персонала.

Зонирование производится по Д¥ (доза до полного распада) и P₁ (уровень радиации на один час после аварии).

Различают зоны слабого  заражения (А' – Д¥ = 5,6 рад, P₁ = 0,014 рад/час); умеренного заражения (А – Д¥ = 56 рад; P₁ = 0,14 рад/час), сильного заражения (Б – Д = 560 рад, P₁ = 1,4 рад/час); опасного заражения (В – Д¥ = 1680 рад, P₁ = 4,2 рад/час) и чрезвычайно опасного заражения (Г – Д¥ = 5600 рад, P₁ = 14 рад/час).

Размеры зон зависят от массы радиоактивных веществ, выброшенных при аварии и составляют, например, (для реактора РБМК-1000) при 10 % выходе радиоактивных веществ A' L/Ш = 270/18 км, А – 75/4; Б – 18/0,7; В – 6/0,6; Г – нет.

Расчет уровней радиации и доз внешнего облучения производится в зависимости от времени, прошедшего после аварии.

а) При времени, прошедшем после аварии до 1-месяца расчет ведется по формулам:

Уровень радиации на любое  время t

Доза облучения за промежуток времени от t_н – t_к равна

Д = 1,33 (Р_к t_к – Р_н t_к )

Доза обучения за 1 сутки, 10 суток, 1 год равна

Д_сут = 13,3·Р₁; Д_10сут = 80·Р₁; Д_1год = 185 Р₁, где

P₁ – уровень радиации на 1 час после аварии, рад/час

Р_изм – уровень радиации на время измерения;